納濾水處理應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
2015-04-29 00:00:00段貝貝
【摘 要】納濾技術(shù)屬于當(dāng)前世界范圍內(nèi)較為先進(jìn)的一種膜分離技術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，納濾技術(shù)也逐漸被各國專家學(xué)者所關(guān)注。本文從納濾水處理應(yīng)用在我國發(fā)展的實(shí)際情況入手，對現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，并展望未來發(fā)展趨勢。
【關(guān)鍵詞】納濾水；資源二次應(yīng)用
生命離不開水，水是生命的源頭。經(jīng)濟(jì)的重要性逐漸被各國所認(rèn)識，各種寶貴資源成為世界各國爭相搶奪的資源，水也不例外。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背后是環(huán)境污染，并且環(huán)境污染的態(tài)勢愈演越烈已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人們的飲用水安全，許多活動都從側(cè)面加劇了水污染，所以如何解決安全用水問題已經(jīng)成為相關(guān)工作人員迫切需要解決的問題，本文將從納濾水的角度出發(fā)，對如何解決這一問題進(jìn)行分析。
1.納濾介紹
納濾，屬于反滲透與超濾二者之間的膜分離技術(shù)，屬于目前世界范圍內(nèi)比較前沿的一種技術(shù)。納濾膜在溶質(zhì)截留性能方面處于反滲透膜與超濾膜二者之間。其中反滲透膜一般只會對特定的溶質(zhì)有超常的脫除率，孔徑范圍屬于納米級，一般設(shè)定在1nm-2nm之間，納濾膜的表面通常均是荷負(fù)電的，對不同電荷以及不同價(jià)態(tài)離子都有不同電位。納濾膜自身孔徑與表面上的特征決定了性能。納濾膜自身屬于具有一定壓力的驅(qū)動膜，可以在低壓力環(huán)境下清除水中的有害物質(zhì)，但是還可以將對人體有益的物質(zhì)，比如礦物質(zhì)與各種微量元素保存下來。從整體結(jié)構(gòu)上分析，納濾膜通常都是通過化學(xué)的方式來組成不同的表層分離層以及相應(yīng)的支撐層，通過二者的結(jié)合形成復(fù)合膜。
2.納濾應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1在放射性污染物含量較高水中的應(yīng)用
對各單元中不同的放射性元素活度進(jìn)行測量，元水料液當(dāng)中的放射性比活度為1.29x106Bq/L，在使用凈水裝置對其進(jìn)行處理后，水中整體比活度變?yōu)?.12x102Bq/L，對水中放射性物質(zhì)的去除率比較高。通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，其中鈾去污系數(shù)達(dá)到1.3x103，钚去污系數(shù)是6.7x103.
2.2在生物毒劑中的去除效果
通過離子交換法進(jìn)行除菌試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，離子交換對炭疽桿菌芽孢不僅不能起到祛除的作用，試驗(yàn)結(jié)果反而顯示水中的含菌量有了明顯的提升。造成這一現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)殡x子交換所用樹脂在運(yùn)輸?shù)倪^程中受到污染，也有可能是因?yàn)閮羲^程當(dāng)中殘留與樹脂中的各種細(xì)菌所導(dǎo)致的。
2.3在工業(yè)用水中的應(yīng)用
納濾技術(shù)已經(jīng)成為一種高效的經(jīng)濟(jì)處理方式，在許多工業(yè)廢水處理中都得到了較為廣泛的應(yīng)用。比如在金屬加工行業(yè)與電鍍行業(yè)中，清洗用水和電鍍液當(dāng)中都有濃度比較高的重金屬元素，使用納濾技術(shù)對其進(jìn)行處理，可以將這些有害于生產(chǎn)生活的物質(zhì)濃縮10倍，回收率也在85%以上。在Hani中加入納濾膜截留其中的Cu2+以及Cd2+。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果上看，這次試驗(yàn)品種的兩種金屬離子截留率在92%。濃縮液當(dāng)中的金屬離子含量比較低，整體水質(zhì)較好，可以二次利用。
2.4在醫(yī)藥行業(yè)廢水中的應(yīng)用
納濾的分離過程不僅不含任何化學(xué)反應(yīng)，熱切不需要加熱，不會破壞其中的生物活性，大部分的藥物分子都可以通過納濾進(jìn)行處理，所以許多醫(yī)藥費(fèi)水都開始使用納濾進(jìn)行處理。自然水體當(dāng)中含有的合成藥物對人體產(chǎn)生的危害已經(jīng)十分明顯，比如卡馬西平等濃度較高的藥物，在進(jìn)入到自然水體中以后會給人們的身體健康帶來巨大的影響。我國科學(xué)化韓少卿通過超濾以及納濾膜分離技術(shù)對螺旋霉素進(jìn)行提取，對提取物進(jìn)行后續(xù)研究。通過研究發(fā)現(xiàn)，使用超濾與納濾對SPM進(jìn)行提取，最終提取結(jié)果不僅可以對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢查，而且SPM回收率高達(dá)75%，與傳統(tǒng)的提取收率相比，這一數(shù)值已經(jīng)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)提取率。實(shí)驗(yàn)表明，使用方向聚酰胺符合納濾膜對水中所含有的固醇類的雌性激素進(jìn)行處理也可以得到較為理想的結(jié)果，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，平均的截留率達(dá)到90%以上，對17a-乙炔基雌二醇的效果尤為明顯。
3.結(jié)語與展望
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們生活水平雖然有了明顯的提升，但是給環(huán)境帶來的污染也是不可忽視的。人工合成的化合物數(shù)量增長的十分明顯，這些化合物會隨著生產(chǎn)、生活用水進(jìn)入到各部分水體當(dāng)中，導(dǎo)致各類水體的水質(zhì)都產(chǎn)生比較明顯的惡性變化，且近年來世界范圍內(nèi)許多地區(qū)都出現(xiàn)了水質(zhì)污染導(dǎo)致的惡性事件，所以水質(zhì)安全與否已經(jīng)直接影響到人們的身體健康及未來發(fā)展，納濾膜水處理技術(shù)以其特有的便捷性及有效性正在被世界各國各行各業(yè)人們所關(guān)注。
因?yàn)闈獠顦O化以及粒子的沉積等問題，納濾膜很容易被污染。因?yàn)榧{濾膜屬于電膜，所以溶質(zhì)和膜面之間會出現(xiàn)一定程度的靜電，這些經(jīng)典會給納濾過程帶來污染。待處理水中的物理、化學(xué)等特性會直接決定污染特性，被截留顆粒會在膜不表面或者是膜內(nèi)產(chǎn)生不可逆的沉積效應(yīng)，污染物會在膜地表面形成一些濾餅等，堵塞膜孔，影響實(shí)際使用效率，這些問題都是未來需要逐漸去解決的。
為了全方位提升飲用水質(zhì)量、保證人們的身體健康、促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展，國家將納濾膜水處理技術(shù)納入到21C水計(jì)劃中。納濾膜不僅具備選擇敏銳性，同時(shí)也包含了超濾與反滲透所具備的分離性，被人們所關(guān)注。但是在實(shí)際使用過程當(dāng)中也存在較多的問題，可以從完善傳質(zhì)機(jī)理、提升納濾膜分離精度以及研發(fā)新型膜材料等方式來增加納濾膜的耐熱性及耐溶性，保證抗氧化能力可以滿足社會發(fā)展的基本需求。從清洗膜的角度出發(fā)，延長納濾膜的使用壽命，完善集成工藝及相應(yīng)的優(yōu)化處理措施，擴(kuò)大納濾膜的使用范圍，減少造膜成本。為了在未來更好的應(yīng)對水質(zhì)方面的突發(fā)性時(shí)間，鍛煉應(yīng)對突發(fā)事件的反映能力，必須要優(yōu)化在線檢測系統(tǒng)。近年來我國的膜工業(yè)發(fā)展速度較快，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平也有了顯著的提升，所以可以判定納濾膜分離技術(shù)在未來很長的一段時(shí)間內(nèi)，在水處理中都有占有一席之地。
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